验证IP地址——正则表达式详解

Posted 2023-03-30 Michael Jackma

题目一：

判断一个字符串是否符合ipv4地址，返回true或者false
比如：输入“127.0.0.1”，返回true
     输入"256.1.2.3"，返回false

1、题目分析：

IPv4地址由4个十进制数和3个点组成，每个十进制数范围为0-255。比如，127.0.0.1。               

⚠️注意：IPv4地址内的数不会以0开头。比如，地址127.10.111.01 是不合法的。

2、代码实现：

import re
def is_ipv4(str):
    pattern = "([1-9]?\\d|1\\d2|2[0-4]\\d|25[0-5])(\\.([1-9]?\\d|1\\d2|2[0-4]\\d|25[0-5]))3$"
    result = re.match(pattern, str)
    if result:
        return "true"
    else:
        return "false"

print('127.0.0.1 :', is_ipv4('127.0.0.1'))
print('256.1.2.3 :', is_ipv4('256.1.2.3'))
print('127.0.0.01 :', is_ipv4('127.0.0.01'))

3、代码解析：

pattern = "([1-9]?\\d|1\\d2|2[0-4]\\d|25[0-5])(\\.([1-9]?\\d|1\\d2|2[0-4]\\d|25[0-5]))3$"
分段匹配0-255的整数：

模式	\\d	[1-9]\\d	[1-9]?\\d	1\\d2	2[0-4]\\d	25[0-5]
匹配字符串	0-9	10-99	0-99	100-199	200-249	250-255

本文涉及到的Python正则表达式模式如下表所示:

模式	功能描述
$	匹配字符串的末尾
[...]	用来表示一组字符，单独列出：[amk] 匹配 ‘a’, ‘m’ 或 ‘k’
\\d	匹配任意数字，等价于 [0-9]
\\.	匹配 ‘.’
(re)	对正则表达式分组并记住匹配的文本
a|b	匹配a或b
m, n	匹配m到n次由前面的正则表达式定义的片段，贪婪方式 "ab3,5"：表示一个字符串有一个a跟着3到5个b。
n	精确匹配n个表达式。 例如，o2 不能匹配 ‘Bob’ 中的 ‘o’，但是能匹配 ‘food’ 中的 ‘oo’
*	匹配0次或无限次。 "ab*"：表示一个字符串有1个a后面跟着0个或若干个b。（"a", "ab", "abbb",……）
+	匹配1次或无限次。 "ab+"：表示一个字符串有1个a后面跟着至少1个b。（"ab", "abb","abbb",……）
?	匹配0次或1次。 "ab?"：表示一个字符串有1个a后面跟着0个或者1个b。（"a", "ab"）

re.match函数

正则表达式-英文regular expression，缩写为 re 。

函数语法：
re.match(pattern, string)

函数参数说明：
pattern表示正则表达式模式，string表示要匹配的字符串。

re.match从字符串的起始位置开始与模式进行匹配，若匹配成功，则返回一个匹配对象，若匹配失败，则返回None。

 

题目二：

编写一个函数来验证输入的字符串是否是有效的IPv4或IPv6地址。

1、题目分析：

IPv6地址由8组16进制数和7个(":")组成，每组表示16比特。
比如, 2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334是一个有效的地址。 

⚠️注意：字符串里没有空格或者其他特殊字符，每组16进制数为4位。

2、代码实现：

import re

def validIPAddress(IP):
    pattern_IPv4 = "([1-9]?\\d|1\\d\\d|2[0-4]\\d|25[0-5])(\\.([1-9]?\\d|1\\d\\d|2[0-4]\\d|25[0-5]))3$"
    pattern_IPv6 = '([\\dA-Fa-f]1,4\\:)7[\\dA-Fa-f]1,4$'
    if re.match(pattern_IPv4, IP):
        return 'IPv4'
    if re.match(pattern_IPv6, IP):
        return 'IPv6'
    return 'Neither'

print(validIPAddress('172.16.254.1'))
print(validIPAddress('256.256.256.256'))
print(validIPAddress('1.1.1.01'))
print(validIPAddress('2001:0db8:85a3:0:0:8A2E:0370:7334'))
print(validIPAddress('2001:0db8:85a3:0:0:8A2E:0370:73340'))
print(validIPAddress('2001:0db8::0:0:8A2E:0370:7334'))

3、代码解析：

pattern_IPv6 = '([\\dA-Fa-f]1,4\\:)7[\\dA-Fa-f]1,4$'
每一位十六进制数：

模式	[\\dA-Fa-f]
匹配字符串(不区分大小写)	0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

 

如何在 Objective-C 中使用正则表达式验证 IP 地址？

【中文标题】如何在 Objective-C 中使用正则表达式验证 IP 地址？

【英文标题】：How to validate an IP address with regular expression in Objective-C?

【发布时间】：2010-12-13 08:14:43

【问题描述】：

如何在 Objective-C 中验证 IP 地址？

【问题讨论】：

我不明白。为什么一定是正则表达式？

如果没有内置的正则表达式库，你可能会更好地使用 NSScanner。

如何使用 NSSCanner 做到这一点？

虽然我支持 NSScanner，但在 Obj-C 中（实际上在 Cocoa 和 Cocoa-Touch 中），IS 和 NSRegularExpression 都很好。有几个堆栈溢出问题和答案用于将 IP 地址与正则表达式匹配。

【参考方案1】：

这是一个使用现代 inet_pton 的类别，它将为有效的 IPv4 或 IPv6 字符串返回 YES。

    #include <arpa/inet.h>

    @implementation NSString (IPValidation)

    - (BOOL)isValidIPAddress
    
        const char *utf8 = [self UTF8String];
        int success;

        struct in_addr dst;
        success = inet_pton(AF_INET, utf8, &dst);
        if (success != 1) 
            struct in6_addr dst6;
            success = inet_pton(AF_INET6, utf8, &dst6);
        

        return success == 1;
    

    @end

【讨论】：

供以后参考，成功 == 1 ? TRUE ：不需要 FALSE。一个简单的成功 == 1 就可以了。

【参考方案2】：

这是一种可能也有帮助的替代方法。假设您有一个 NSString*，其中包含您的 IP 地址，称为 ipAddressStr，格式为 a.b.c.d：

int ipQuads[4];
const char *ipAddress = [ipAddressStr cStringUsingEncoding:NSUTF8StringEncoding];

sscanf(ipAddress, "%d.%d.%d.%d", &ipQuads[0], &ipQuads[1], &ipQuads[2], &ipQuads[3]);

@try 
   for (int quad = 0; quad < 4; quad++) 
      if ((ipQuads[quad] < 0) || (ipQuads[quad] > 255)) 
         NSException *ipException = [NSException
            exceptionWithName:@"IPNotFormattedCorrectly"
            reason:@"IP range is invalid"
            userInfo:nil];
         @throw ipException;
      
   

@catch (NSException *exc) 
   NSLog(@"ERROR: %@", [exc reason]);

如果您需要该级别的验证，您可以修改 if 条件块以遵循 RFC 1918 准则。

【讨论】：

Alex，你的意思是在 sscanf 的每个 ipQuad 参数前加一个“&”吗？

我本来打算，但我没有。添加此评论后，我将编辑答案。另外，我把ipQuads的类型从unsigned char改成了unsigned int，这样测试就有可能失败。

由于 iOS SDK 中提供了 iOS 4 RegExps：developer.apple.com/library/IOs/#documentation/Foundation/… ...所以，如果您想将此答案标记为已弃用“但对信息或教育目的有用”会有所帮助:)

比较ipQuads[quad] < 0 总是假的，因为ipQuads[quad] 是unsigned。

【参考方案3】：

斯威夫特版：

func isIPAddressValid(ip: String) -> Bool 
    guard let utf8Str = (ip as NSString).utf8String else 
        return false
    

    let utf8:UnsafePointer<Int8> = UnsafePointer(utf8Str)
    var success: Int32

    var dst: in_addr = in_addr()
    success = inet_pton(AF_INET, utf8, &dst)
    if (success != 1) 
        var dst6: in6_addr? = in6_addr()
        success = inet_pton(AF_INET6, utf8, &dst6);
    

    return success == 1

【参考方案4】：

您可以做的一个技巧是测试 inet_aton BSD 调用的返回，如下所示：

#include <arpa/inet.h>

- (BOOL)isIp:(NSString*)string
    struct in_addr pin;
    int success = inet_aton([string UTF8String],&pin);
    if (success == 1) return TRUE;
    return FALSE;

但是请注意，如果字符串包含任何格式的 IP 地址，这将验证字符串，它不限于点分格式。

【讨论】：

仅供参考：inet_aton 已被弃用，取而代之的是处理 IPv6 的 inet_pton。

如果您从 if 检查返回布尔值，请只返回 if 检查本身，即return success == 1